spm1530 Tentamen 1 juli 2011
Tentamen spm1530 1 juli 2011 14-17 uur
Aanwijzingen:
• U mag gebruik maken van:
– schrijfmateriaal – rekenmachine
– formuleblad en periodiek systeem (afgedrukt achteraan dit tentamen).
• Lees de vragen vooraf door en deel de beschikbare tijd in voor beantwoord- ing van de vragen.
Ommezijde is antwoordvel meerkeuzevragen. LEVER DIT VEL IN.
Dit tentamen bevat 22 vragen, op 8 pagina’s.
Daaronder zijn 18 meerkeuzevragen (40 punten) en drie open vragen (50 punten).
Het totaal aantal te behalen punten is 100. U start met 10 punten.
Pagina: 1 2 3 4 5 6 Totaal:
Punten: 3 17 10 10 32 18 90
Score:
Met de BONUSVRAAG kunt u 10 extra punten verdienen.
spm1530 Antwoordvel meerkeuzevragen tentamen spm1530 1 juli 2011
Beantwoord de meerkeuzevragen s.v.p. op dit vel – LEVER DIT VEL IN!! –
Naam:
Studienummer:
Vraagstuk A B C D punten score
1 3
2 2
3 4
4 2
5 2
6 2
7 2
8 3
9 2
10 3
11 1
12 2
13 2
14 2
15 2
16 2
17 2
18 2
Totaal 40
spm1530 Tentamen 1 juli 2011
MEERKEUZEVRAGEN
• bij elke deelvraag is slechts ´e´en antwoord juist.
• Een foute keuze geeft aftrek van1/3van het puntenaantal.
• Als u het antwoord niet weet en D – blanco kiest, volgt g´e´en puntenaftrek!
• Beantwoord de vragen op het voorgedrukte antwoordvel en lever dit in!
Imidacloprid
”Imidacloprid is een systemisch insecticide, dat zowel werkt via contact als via ingestie door zuigende of bladvretende insecten. Het is onder meer werkzaam tegen bladluizen en witte vlieg. Het wordt verspoten op onder andere appelbomen, tomaten, tabak, hop en sier- planten, en het wordt ook gebruikt om zaaizaad van onder meer suikerbieten te beschermen.
Imidacloprid is een van de meest gebruikte insecticiden; volgens Bayer is Admire het wereld- wijd meest gebruikte insecticide. In 2007 verkocht Bayer voor 556 miljoen euro imidacloprid.
Figuur 1: imidacloprid
Imidacloprid is opgenomen in de lijst van gewasbeschermingsmiddelen die in de lidstaten van de Europese Unie toegelaten mogen worden. De geldigheidsperiode loopt van 1 augus- tus 2009 tot 31 juli 2019.” (Wikipedia, http://nl.wikipedia.org/wiki/Imidacloprid).
Hieronder zijn de bindingsenergie¨en [kJ/mol] gegeven relevant voor imidacloprid.
C-H 413 C=C 614
C-C 347 C=N 615
C-Cl 339 C-N 305
N-O/N=O 404 – begin van de vragen –
1. (3 punten) In Figuur 1 zijn conform gebruik in de organische chemie de koolstof en water- stof atomen niet weergegeven. Het molgewicht van imidacloprid is
A. 245,5 [g/mol]
B. 255,5 [g/mol]
C. 265,5 [g/mol]
D. blanco
spm1530 Tentamen (vervolg) 1 juli 2011 2. (2 punten) De volgende uitspraak is niet juist:
A. met het model van Bohr is het lijnenspectrum van Helium (He) te verklaren B. het model van Bohr gaat er van uit dat er discrete energieniveau’s voor elektronen
rond een atoomkern bestaan
C. met het model van Bohr kunnen we de stabiliteit van imidacloprid verklaren.
D. blanco
3. (4 punten) Imidacloprid is relatief stabiel maar wordt afgebroken onder invloed van zon- licht. Op basis van deze informatie en de gegevens in bovenstaande tabel is het te verwachten dat de afbraak onder invloed van UV in zonlicht, golflengte 370 [nm] begint met
A. het breken van de dubbele binding C=N B. het breken van ´e´en van de C-N bindingen C. de afsplitsing van Chloor
D. blanco
4. (2 punten) Ultraviolette straling in zonlicht met een golflengte van 330 [nm] kan chloor- radicalen afsplitsen van imidacloprid. Waarom zijn chloor-radicalen zo gevaarlijk en reac- tief?
A. een chloorradicaal is een energierijke verbinding
B. een chloorradicaal vertegenwoordigt een sterk verhoogde energietoestand C. een chloorradicaal vertegenwoordigt een sterk verlaagde energietoestand D. blanco
5. (2 punten) De valentie-elektronen configuratie van een chloor-radicaal is A. 2s22p5
B. 3s23p2 C. 3s23p5 D. blanco
6. (2 punten) Een element heeft valentie-elekronenconfiguratie ns2np3 en precies 10 elektro- nen in d-orbitalen.
A. n=3 en het element is fosfor P B. n=4 en het element is arseen As C. n=3 en het element is arseen As D. blanco
7. (2 punten) Hybridisatie betreft
A. Het mixen van atomic orbitals (s,p en/of d) B. De vorming van molecular orbitals
C. Een model voor π-bindingen D. blanco
8. (3 punten) Beschouw de structuurformule van Imidacloprid (figuur 1). Voor de 5 koolstof- atomen en het stikstof-atoom in de zes-ring in imidacloprid geldt volgens de MO-theorie:
A. alle C-atomen en het N-atoom zijn niet gehybridiseerd B. alle C-atomen en het N-atoom zijn sp2gehybridiseerd C. alle C-atomen zijn sp2gehybridiseerd, het N-atoom sp3 D. blanco
pag. 2 van 8
spm1530 Tentamen (vervolg) 1 juli 2011 9. (2 punten) Beschouw de structuurformule van Imidacloprid (figuur 1). De vijf-ring in im- idacloprid bevat twee N-atomen en ´e´en dubbele binding tussen een C-atoom en ´e´en N- atoom. Volgens de MO theorie is deze dubbele binding
A. niet te verklaren, immers er bestaan all´e´en σ- en π-bindingen tussen twee C- atomen
B. een combinatie van twee π-bindingen
C. een π-binding gecombineerd met een σ-binding tussen de twee atomen D. blanco
10. (3 punten) Beschouw de structuurformule van Imidacloprid (figuur 1). Voor de zes-ring in imidacloprid kunnen we twee gelijkwaardige Lewis-structuren tekenen.
A. Dit is juist. We verkrijgen een tweede geldige structuur als we alle dubbele bindin- gen in de zes-ring kloksgewijs ´e´en koolstofatoom verschuiven.
B. Dit is niet juist, er is geen tweede geldige Lewisstructuur mogelijk omdat de ring ook een N-atoom met vrij elektronenpaar bevat.
C. Dit is niet juist, want de zes-ring heeft een aromatisch karakter, waardoor ze extra stabiel is.
D. blanco
11. (1 punt) Imidacloprid is een produkt van de fijnchemische industrie. De keten van toelever- anciers voor Bayer als producent is
A. chemische industrie → polymeerindustrie → aardolieraffinage B. aardolieraffinage → petrochemie → chemische industrie C. petrochemie → aardolieraffinage → chemische industrie D. blanco
12. (2 punten) Monomeren zijn de bouwstenen van polymeren (kunststoffen, harsen, plastics).
De volgende stoffen zijn monomeren:
A. propaan en etheen B. propeen en benzeen C. propeen en styreen D. blanco
13. (2 punten) De volgende uitspraak is juist:
A. polyetheen ontstaat via polycondensatie; eiwit ontstaat via additiepolymerisatie B. polyetheen ontstaat via additiepolymerisatie; eiwit ontstaat via polycondensatie C. polyetheen en eiwit ontstaan beide via additiepolymerisatie
D. blanco
pag. 3 van 8
spm1530 Tentamen (vervolg) 1 juli 2011 14. (2 punten) Monomeren zoals ethyleen en butadieen zijn niet volledig verzadigde verbindin-
gen. Deze aanduiding voor een groep moleculen cq. monomeren betekent dat deze monomeren A. onder overigens geschikte condities zullen reageren met waterstof
B. onder overigens geschikte condities niet zullen reageren met waterstof C. onder overigens geschikte condities spontaan zullen polymeriseren D. blanco
15. (2 punten) De installatie van een hydroskimming refinery wordt gekarakteriseerd door:
A. de afwezigheid van destillatie processen en conversie processen
B. de aanwezigheid van een vacu ¨um destillatie eenheid en een katalytische kraker C. de aanwezigheid van primaire destillatie- en eenvoudige conversie-eenheden D. blanco
16. (2 punten) Producten van een olieraffinaderij worden veelal gekarakteriseerd als licht of zwaar - bijv. van stookolie, naar diesel, kerosine, benzine en LPG de producten steeds lichter. Dit betekent dat in deze reeks
A. het gemiddeld molgewicht en het kookpunt toeneemt B. het gemiddeld molgewicht en het kookpunt afneemt
C. het gemiddeld molgewicht afneemt terwijl het kookpunt toeneemt D. blanco
17. (2 punten) Conversieprocessen in een olieraffinaderij zijn:
A. destillatie, reforming, alkylatie B. kraken, destillatie, alkylatie C. reforming, kraken, alkylatie D. blanco
18. (2 punten) Schadelijke emissies naar lucht van een olieraffinaderij zijn:
A. SO2, H2S en NOx
B. SO2, NOxen vluchtige koolwaterstoffen C. SO2, H2S en vluchtige koolwaterstoffen D. blanco
pag. 4 van 8
spm1530 Tentamen (vervolg) 1 juli 2011
Open vragen
19. (16 punten) Zoetwaterverziening Nederland
”Een stijgende zeespiegel, afnemende rivierafvo- eren in de zomer, langduriger droogteperioden en indringend zout water via de rivieren en het grond- water zetten de zoetwatervoorziening van het land onder druk. Dit leidt tot schadelijke gevolgen voor de drinkwater-voorziening, landbouw, scheepvaart en (koel)water gerelateerde economische sec- toren.” (bron: http://http://www.deltacommissie.com/doc/advies_samenvatting_
en_aanbevelingen.pdf).
In 2008 kwam de (2e) Deltacommissie met haar rapport, nadat zij door de regering gevraagd was ”advies uit te brengen over de bescherming van Nederland tegen de gevolgen van kli- maatverandering“.
(a) De zoetwatervoorziening is afhankelijk van de grote waterkringloop. Beschrijf de (wereldwijde) grote waterkringloop kort.
(b) Beschrijf kort waarom wij in Nederland een ”gematigd“ klimaat kennen dat gunstig is voor land- en tuinbouw.
(c) Beargumenteer waardoor in Nederland in de grote waterkringloop afnemende rivier- afvoeren en droogteperioden kunnen ontstaan.
(d) De Deltacommissie gaat hier in op de het zoetwatersysteem van Nederland. Wat zijn grosso modo de functies van dit systeem?
Imidacloprid (zie inleiding meerkeuzevragen) wordt ook gebruikt door de tuinders in het Westland. Residuen van dit middel worden in hoge concentratie aangetroffen in het oppervlaktewater in heel Delfland.
(e) Wat betekent dit voor de waterkwaliteit en de functies van het watersysteem in Delfland?
(f) Beargumenteer welke mogelijkheden u ziet om het probleem van Imidacloprid-residuen te verminderen dan wel de wereld uit te helpen. Gebruik een systeembenadering!
20. (16 punten) Waterkwaliteit en duurzaamheid Verzuring krijgt geen aandacht van de Delta- commissie.
(a) Wat is verzuring?
(b) Licht kort minstens twee problemen toe veroorzaakt door verzuring van (delen van ons) watersysteem.
(c) Het verloop van de pH in de tijd is een indicator van verzuring. Door de aanwezigheid van een bufferende waterbodem kan deze indicator plotseling sterk verslechteren. Leg uit.
E´en van de meest besproken aanbevelingen van de Deltacommissie is om het peil van het IJsselmeer met maximaal 1,5 m te verhogen. ”Daarmee kan tot na 2100 onder vrij verval worden gespuid op de Waddenzee. Het peil van het Markermeer wordt niet verhoogd.
Het IJsselmeer behoudt zijn strategische functie als zoetwaterreservoir voor Noord-Nederland, Noord-Holland (...)”
(d) geef een definitie van duurzaam watergebruik.
(e) leidt peilstijging van het Ijsselmeer tot verduurzaming van het Nederlandse zoetwa- tersysteem? Beargumenteer waarom (niet).
(f) het IJsselmeer, en in sterkere mate het Markermeer (ongeveer 1/5equa watervolume van het IJsselmeer) hebben zomers last van algenbloei ten gevolge van uitspoeling c.q.
vele diffuse bronnen van de landbouw. Leg kort uit.
pag. 5 van 8
spm1530 Tentamen (vervolg) 1 juli 2011 21. (18 punten) Afvalwater
Het Lowlands festival vindt elk jaar plaats in de Flevopolder, op het evenemententerrein van Walibi Flevo bij Biddinghuizen. Gedurende 3 dagen genieten 60.000 liefhebbers van muziek. Het festivalterrein is te beschouwen als een tijdelijk stadje met 60.000 inwoners - die overnachten op Lowland campings. De dichtstbijzijnde bebouwing ligt op 20 [km]
afstand. Al het afvalwater opgevangen in de sanitaire voorzieningen van het terrein en campings wordt daarom met tankwagens afgevoerd naar de afvalwaterzuiveringsinstal- latie (AWZI) van Flevoland.
(a) teken een systeemdiagram waarmee u de inrichting van een AWZI weergeeft; beschrijf uw diagram op hoofdlijnen.
(b) met hoeveel extra belasting wordt de AWZI van Flevoland geconfronteerd gedurende Lowlands [v.e.]
(c) leg uit waarom, naast personeelskosten, de grootste operationele kostenpost van de AWZI elektriciteit is.
(d) verklaar waarom de AWZI
”zuiveringsslib” produceert.
(e) tot welke problemen kan extra belasting van een AWZI in [v.e.] of grote hydraulische belasting leiden? Licht kort toe.
(f) Rijkswaterstaat heeft het Waterschap Flevoland verplicht het effluent van de AWZI op het Ijsselmeer te lozen, niet op het veel kleinere Veluwemeer? Leg uit waarom dit een verstandige keuze is van Rijkswaterstaat.
22. (10 punten (bonus)) In het college zijn
”landbouw en industrie” in Nederland besproken.
In de media wijzen vele organisaties en experts op een nakende, wereldwijde, gekoppelde
“voedsel-, water- (energie) en grondstoffencrisis”. Analyseer en geef kort uw visie op de wereldvoedselvoorziening en de rol van de industrie daarin waar het gaat innovatie en duurzame ontwikkeling in de 21eeeuw.
– – – Einde van de vragen – – –
pag. 6 van 8
spm1530 Tentamen (vervolg) 1 juli 2011
Formuleblad
• Energie [J]:
Ekin= 12m · v2 Q = Cp· m · ∆T Wmax= Qh·(Th− Tc)
Th
Qc= Qh− Wmax = Qh· Tc
Th E = 2.31 · 10−19·Q1.Q2
r
• Avogadro [moleculen/mol]:
NAvogadro= 6, 022 ∗ 1023
• Straling:
S = k · T4 [W/m2])
k = 5, 67 · 10−8[W/m2/K−4] λpiek= c
Tpiek [m]
ν = c/λ [s−1]
c = 3, 000 · 108 [m/s]
E = h · ν [J]
h = 6.62608 · 10−34[J · s]
• Heisenberg:
∆x · ∆(m · v) ≥ h 4π
• Ideaal gas:
P · V = n · R · T
R = 8.31451 [J/(K · mol)]
• Periodiek Systeem:
pag. 7 van 8
spm1530 Tentamen (vervolg) 1 juli 2011
118 1A8A 12 H21314151617He 1.0082A3A4A5A6A7A4.003 345678910 LiBeBCNOFNe 6.9419.01210.8112.0114.0116.0019.0020.18 1112131415161718 NaMgAlSiPSClAr 22.9924.31345678910111226.9828.0930.9732.0735.4539.95 192021222324252627282930313233343536 KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr 39.1040.0844.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9358.6963.5565.3869.7272.5974.9278.9679.9083.80 373839404142434445464748495051525354 RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInGeSbTeIXe 85.4787.6288.9191.2292.9195.94(98)101.1102.9106.4107.9112.4114.8118.7121.8127.6126.9131.3 555657727374757677787980818283848586 CsBaLaHfTaWReOsIrPtAuHgTlSnBiPoAtRn 132.9137.3138.9178.5180.9183.9186.2190.2192.2195.1197200.6204.4207.2209(209)(210)(222) 878889104105106107108109110111112 FrRaAcUnqUnpUnhUnsUnoUneUunUuuUub (223)226(227) 5859606162636465666768697071 CePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu 140.1140.9144.2(145)150.4152.0157.3158.9162.5164.9167.3168.9173.0175.0 90919293949596979899100101102103 ThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr 232.0(231)238.0(237)(244)(243)(247)(247)(251)(252)(257)(258)(259)(260)
Figuur 2: Periodiek systeem der Elementen
pag. 8 van 8
